DE102017201120B3 - Pressure device for finishing belt and belt finishing device - Google Patents
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Abstract
Eine Andrückeinrichtung (150) zum Andrücken von Finishband an eine Umfangsfläche eines rotationssymmetrischen Werkstückabschnitts eines Werkstücks bei einer Bandfinishbearbeitung, wobei das Finishband mittels eines biegeelastischen Andrückbandes über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an die Umfangsfläche angedrückt wird, umfasst eine Andrückband-Trägereinrichtung (160), ein erstes Andrückband (170-1), das an zwei mit Abstand zueinander angeordneten ersten Lagerflächen (166-1, 166-2) der Andrückband-Trägereinrichtung gelagert ist, sowie ein zweites Andrückband (170-2), das neben dem ersten Andrückband (170-1) angeordnet ist und an zwei mit Abstand zueinander angeordneten zweiten Lagerflächen der Andrückband-Trägereinrichtung (160) gelagert ist. Zwischen den Andrückbändern liegt vorzugsweise ein Zwischenraum (175). Die Bandbreiten des ersten Andrückbandes (170-1) und des zweiten Andrückbandes (170-2) sind derart an die Bandbreite des Finishbands angepasst, dass das Finishband während der Bandfinishbearbeitung mittels des ersten Andrückbands (170-1) an einen ersten Teilabschnitt der Umfangsfläche andrückbar ist und gleichzeitig mittels des zweiten Andrückbandes (170-2) an einen axial neben dem ersten Teilabschnitt liegenden zweiten Teilabschnitt der Umfangsfläche andrückbar ist.A pressing device (150) for pressing finishing tape against a circumferential surface of a rotationally symmetrical workpiece section of a workpiece during a strip finishing operation, wherein the finishing strip is pressed against the circumferential surface by means of a flexurally elastic pressing belt via an engagement angle with a pressing force, comprises a pressing belt carrier device (160) first pressing belt (170-1), which is mounted on two spaced-apart first bearing surfaces (166-1, 166-2) of the Andrückband-carrier device, and a second Andrückband (170-2), in addition to the first Andrückband (170 -1) and is mounted on two spaced-apart second bearing surfaces of the Andrückband-carrier device (160) is mounted. Between the Andrückbändern is preferably a gap (175). The strip widths of the first pressing belt (170-1) and the second pressing belt (170-2) are adapted to the bandwidth of the finishing belt such that the finishing belt can be pressed against a first section of the peripheral surface during the belt finishing operation by means of the first pressing belt (170-1) is and at the same time by means of the second Andrückbandes (170-2) to an axially adjacent to the first portion lying second portion of the peripheral surface is pressed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Andrückeinrichtung zum Andrücken von Finishband an eine Umfangsfläche eines rotationssymmetrischen Werkstückabschnitts eines Werkstücks bei einer Bandfinishbearbeitung, wobei das Finishband mittels eines biegeelastischen Andrückbandes über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an die Umfangsfläche angedrückt wird, sowie eine Bandfinishvorrichtung, die mindestens eine derartige Andrückeinrichtung aufweist.The invention relates to a pressing device for pressing finishing tape against a circumferential surface of a rotationally symmetrical workpiece section of a workpiece during a strip finishing operation, wherein the finishing strip is pressed by means of a bending elastic pressure band over a pressure angle with a pressing force to the peripheral surface, and a band finishing device having at least one such pressing device ,
Das Finishen ist ein Feinbearbeitungsverfahren, mit dem die Umfangsflächen von rotationssymmetrischen Werkstückabschnitten an Werkstücken wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Getriebewellen oder anderen Bauteilen für Kraft- und Arbeitsmaschinen zur Erzeugung einer gewünschten Oberflächenfeinstruktur bearbeitet werden. Beim Finishen wird ein mit körnigem Schneidmittel besetztes Bearbeitungswerkzeug mittels einer Andrückeinrichtung über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an die zu bearbeitende Umfangsfläche angedrückt. Zur Erzeugung der für den Materialabtrag erforderlichen Schnittgeschwindigkeit wird das Werkstück um seine Werkstückachse gedreht. Gleichzeitig wird eine parallel zur Werkstückachse oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem an der Umfangsfläche anliegenden Bearbeitungswerkzeug erzeugt. Hierzu kann das Werkstück in eine axiale Oszillationsbewegung versetzt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Oszillationsbewegung durch das Bearbeitungswerkzeug erzeugt wird. Durch die Kombination der Rotationsbewegung des Werkstückes und der überlagerten Oszillationsbewegung kann ein so genanntes Kreuzschliffmuster erzeugt werden, wodurch die bearbeiteten Werkstückumfangsflächen z.B. als Laufflächen für Gleitlager oder Wälzlager oder dergleichen besonders geeignet sind. Bei dem zu bearbeiteten Werkstückabschnitt kann es sich beispielsweise um ein Hauptlager oder ein Hublager einer Kurbelwelle oder um ein Nockenwellenlager handeln.The Finishen is a finishing process, with which the peripheral surfaces of rotationally symmetrical workpiece sections on workpieces such as crankshafts, camshafts, transmission shafts or other components for power and working machines are processed to produce a desired surface fine structure. When finishing a busy with granular cutting tool machining tool is pressed by a pressing device over a pressure angle with a pressing force to the peripheral surface to be machined. To produce the cutting speed required for the material removal, the workpiece is rotated about its workpiece axis. At the same time, a relative movement that oscillates parallel to the workpiece axis is produced between the workpiece and the machining tool resting against the peripheral surface. For this purpose, the workpiece can be set in an axial oscillation movement. Alternatively or additionally, it is also possible that the oscillatory movement is generated by the machining tool. Through the combination of the rotational movement of the workpiece and the superimposed oscillatory motion, a so-called cross-cut pattern can be created, whereby the machined workpiece peripheral surfaces e.g. As running surfaces for plain bearings or bearings or the like are particularly suitable. The workpiece section to be machined may be, for example, a main bearing or a crank bearing of a crankshaft or a camshaft bearing.
Beim sogenannten Bandfinishen wird als Bearbeitungswerkzeug ein Finishband verwendet, das mit Hilfe einer Andrückeinrichtung an die Werkstückoberfläche angedrückt wird. Ein Finishband hat einen bandförmigen flexiblen Träger, bei dem mit Hilfe eines Bindemittels Schneidkörner auf der dem Werkstück zuzuwendenden Vorderseite aufgebracht sind. Häufig dient ein reißfester, dehnungsarmer Polyesterfilm als Trägermaterial für den Korn-Bindemittelaufbau. Manchmal werden auch Gewebebänder verwendet. Nach Abschluss oder im Verlauf eines Bearbeitungszyklus kann das zur Bearbeitung verwendete Finishband weitergefördert werden, so dass jeweils frisches Schneidmittel zum Materialabtrag zur Verfügung steht. Dadurch können gut reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden.In so-called band finishing, a finishing belt is used as the machining tool, which is pressed against the workpiece surface with the aid of a pressing device. A finishing belt has a band-shaped flexible carrier in which cutting grains are applied on the front side facing the workpiece with the aid of a binder. Frequently, a tear-resistant, low-stretch polyester film serves as a carrier material for the grain-binder structure. Sometimes fabric tapes are also used. After completion or during a processing cycle, the finishing belt used for processing can be further promoted, so that each fresh cutting material is available for material removal. As a result, well reproducible results can be achieved.
Bei einer Klasse herkömmlicher Bandfinishvorrichtungen werden zum Andrücken eines Finishbands an die zu bearbeitende Werkstückoberfläche Andrückeinrichtungen mit so genannten Finishschuhen verwendet. Ein Finishschuh hat einen im Wesentlichen C-förmigen Andrückabschnitt, dessen Krümmungsradius unter Berücksichtigung der Dicke des Finishbands so an den Solldurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückabschnittes angepasst ist, dass das Finishband mit Hilfe des Finishschuhs während der Bearbeitung im Wesentlichen flächig an die Umfangsfläche des Werkstücksabschnitts angedrückt wird. Mit solchen im Wesentlichen starren Andrückelementen kann die Kontur des Finishwerkzeugs dem zu bearbeitenden Werkstückabschnitt aufgeprägt werden, sodass eine gezielte Einstellung der Makroform des Werkstückabschnittes möglich ist. Soll ein Werkstückabschnitt mit einem anderen Durchmesser bearbeitet werden, so muss das Andrückelement durch ein Andrückelement mit entsprechend anderem Radius des C-förmigen Abschnittes ausgetauscht werden.In one class of conventional belt finishing devices, pressing devices with so-called finish shoes are used to press a finish strip against the workpiece surface to be machined. A finishing shoe has a substantially C-shaped pressing portion whose radius of curvature, taking into account the thickness of the finishing tape, is adapted to the nominal diameter of the workpiece portion to be machined, that the finishing tape is pressed substantially flat against the peripheral surface of the workpiece portion by means of the finish shoe during processing , With such essentially rigid pressing elements, the contour of the finishing tool can be impressed on the workpiece section to be machined so that a targeted adjustment of the macro-shape of the workpiece section is possible. If a workpiece section is to be machined with a different diameter, then the pressure element must be replaced by a pressure element with a correspondingly different radius of the C-shaped section.
Die internationale Patenanmeldung
Die Dokumente
Auch die Patentschrift
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Andrückeinrichtung bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar ist, sich durch einfachen robusten Aufbau sowie hohe Lebensdauer auszeichnet und die es ermöglicht, eine formerhaltende oder formverändernde Bandfinishbearbeitung rotationssymmetrischer Werkstückabschnitte so durchzuführen, dass der fertig bearbeitete Werkstückabschnitt bezüglich Form und Oberfläche mit hoher Genauigkeit den Anforderungen entspricht.It is an object of the invention to provide a pressing device, which is inexpensive to produce, is characterized by simple robust design and high durability and which makes it possible to perform a shape-retaining or shape-changing band finishing machining rotationally symmetrical workpiece sections so that the finished workpiece section with respect to shape and surface high accuracy meets the requirements.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Andrückeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Bandfinishvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 13 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Inhalt sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To achieve this object, the invention provides a pressing device with the features of claim 1 and a belt finishing device having the features of claim 13. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The content of all claims is incorporated herein by reference.
Die Andrückeinrichtung nutzt die bekannten technischen Vorteile, die sich dadurch ergeben, dass das Finishband mittels eines biegeelastischen Andrückbands über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an die Umfangsfläche angedrückt wird, und bietet gegenüber den Stand der Technik weitere Vorteile.The pressing device uses the known technical advantages that result from the fact that the finishing belt is pressed by means of a bending elastic Andrückbands over a pressure angle with a pressing force to the peripheral surface, and offers over the prior art further advantages.
Die Andrückeinrichtung hat eine Andrückband-Trägereinrichtung. Es ist ein erstes Andrückband vorgesehen, das an zwei in Längsrichtung des ersten Andrückbands mit Abstand zueinander angeordneten ersten Lagerflächen der Andrückband-Trägereinrichtung gelagert ist. Weiterhin ist ein zweites Andrückband vorgesehen, welches in Breitenrichtung der Andrückbänder neben dem ersten Andrückband angeordnet ist und das an zwei in Längsrichtung des zweiten Andrückbands mit Abstand zueinander angeordneten zweiten Lagerflächen der Andrückband-Trägereinrichtung gelagert ist. Die (in Breitenrichtung gemessenen) Bandbreiten des ersten Andrückbands und des zweiten Andrückbands sind derart an die Bandbreite des Finishbands angepasst, dass das Finishband während der Bandfinishbearbeitung mittels des ersten Andrückbands an einen ersten Teilabschnitt der Umfangsfläche andrückbar ist und gleichzeitig mittels des zweiten Andrückbands an einen axial neben dem ersten Teilabschnitt liegenden zweiten Teilabschnitt der Umfangsfläche andrückbar ist. Der Begriff „axial“ bezieht sich hierbei auf die Symmetrieachse des rotationssymmetrischen Werkstückabschnitts. Dieser kann beispielsweise eine im Wesentlichen kreiszylindrische Gestalt haben oder aber eine „ballige“ Gestalt mit Tonnenform und konvexer Mantelfläche oder eine Gestalt mit konkaver Mantellinienform, also mit einer Verjüngung zwischen zwei im Durchmesser dickeren Abschnitten.The pressing device has a pressing belt carrier device. It is provided a first Andrückband which is mounted on two in the longitudinal direction of the first Andrückbands spaced apart first bearing surfaces of the Andrückband-carrier device. Furthermore, a second pressing belt is provided, which is arranged in the width direction of the Andrückbänder next to the first Andrückband and which is mounted on two spaced apart in the longitudinal direction of the second Andrückbands second bearing surfaces of the Andrückband-carrier device. The (measured in the width direction) bandwidths of the first Andrückbands and the second Andrückbands are adapted to the bandwidth of the finishing tape that the finishing belt during the belt finishing by means of the first Andrückbands to a first portion of the peripheral surface is pressed and simultaneously by means of the second Andrückbands to an axial adjacent to the first portion lying second portion of the peripheral surface is pressed. The term "axial" here refers to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical workpiece section. This may for example have a substantially circular cylindrical shape or a "spherical" shape with barrel shape and convex outer surface or a shape with a concave generatrix line, ie with a taper between two thicker diameter sections.
Die Andrückbänder (erstes Andrückband und zweites Andrückband) sind jeweils in Längsrichtung bzw. Bandrichtung im Wesentlichen inelastisch, so dass sich ihre Länge auch unter starker Zugbeanspruchung nicht wesentlich ändert. Dadurch ist es möglich, bei Bedarf hohe Bearbeitungskräfte mittels der Andrückeinrichtung auf das Finishband und somit den Eingriffsbereich zwischen Finishband und Werkstückoberfläche zu übertragen. Ein Andrückband kann beispielsweise mindestens ein Metallband aus einem federelastischen Metall umfassen, insbesondere aus Federstahl. Dabei ist es möglich, dass das Andrückband ausschließlich durch ein solches Metallband gebildet wird und keine weiteren Elemente aufweist.The pressing bands (first pressing band and second pressing band) are each substantially inelastic in the longitudinal direction or band direction, so that their length does not change significantly even under strong tensile stress. This makes it possible, if necessary, to transfer high machining forces by means of the pressing device to the finishing belt and thus the engagement region between the finishing belt and the workpiece surface. For example, a pressure band may comprise at least one metal band made of a resilient metal, in particular spring steel. It is possible that the pressure belt is formed exclusively by such a metal strip and has no further elements.
Die Andrückbänder können an den zugehörigen Lagerflächen oder in deren Nähe an den die Lagerflächen aufweisenden Lagern oder Lagerabschnitten befestigt sein. Es ist auch möglich, dass Endabschnitte der Andrückbänder räumlich getrennt von den Lagern oder Lagerabschnitten an anderen Befestigungsstellen der Andrückeinrichtung befestigt sind, so dass die Lagerflächen ausschließlich der Lagerung dienen und die Befestigung entfernt davon an andere Stelle realisiert ist.The Andrückbänder may be attached to the associated bearing surfaces or in the vicinity of the bearing surfaces having bearings or bearing sections. It is also possible that end portions of the Andrückbänder are spatially separated from the bearings or bearing sections attached to other attachment points of the pressure device, so that the bearing surfaces are used exclusively for storage and the attachment away from it is realized elsewhere.
Die Andrückeinrichtung hat über die (in Breitenrichtung der Andrückbänder zu messende) effektive Arbeitsbreite der Andrückeinrichtung mindestens zwei Andrückbänder. Diese verlaufen zumindest über die gesamte wirksame Länge der Andrückbänder zwischen den jeweiligen Lagerflächen voneinander getrennt, so dass u.a. ein gegenseitiges Spiel (bzw. eine gegenseitige Relativbewegung) möglich ist. Innerhalb der Andrückband-Anordnung mit dem ersten und dem zweiten Andrückband ist also ein gewisser Freigang zwischen den Andrückbändern möglich. Es hat sich herausgestellt, dass sich dadurch eine verbesserte Anpassungsfähigkeit der Andrückeinrichtung in einer Richtung parallel zur Achse des bearbeiteten Werkstückabschnitts ergibt. Hierdurch können im Vergleich zu Andrückeinrichtungen mit nur einem einzigen Andrückband bei vielen Bearbeitungsaufgaben verbesserte Bearbeitungsergebnisse erzielt werden.The pressing device has at least two pressing belts via the effective working width of the pressing device (to be measured in the width direction of the pressing belts). These run separated from each other at least over the entire effective length of Andrückbänder between the respective bearing surfaces, so that, inter alia, a mutual game (or a mutual relative movement) is possible. Within the Andrückband arrangement with the first and second Andrückband so a certain clearance between the Andrückbändern is possible. It has been found that this results in an improved adaptability of the pressing device in a direction parallel to the axis of the machined workpiece section. This can be compared to Andrückeinrichtungen with only a single Andrückband in many Machining tasks improved machining results can be achieved.
Das erste und das zweite Andrückband können praktisch ohne seitlichen Abstand unmittelbar nebeneinander angeordnet sein. Durch die Trennung zwischen den Andrückbändern im Bereich zwischen den zugehörigen Lagerflächen sind z.B. eine relative Beweglichkeit unter phasenweiser Vergrößerung des Abstands und/oder unterschiedliche Krümmungsverläufe in Längsrichtung möglich. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Andrückband ein Zwischenraum liegt. Dadurch ist ein gegenseitiges Seitenspiel sowohl mit Verringerung des gegenseitigen Abstands als auch mit Vergrößerung des gegenseitigen Abstands möglich. Der gegenseitige seitliche Abstand zwischen den begrenzenden Rändern der Andrückbänder, also die lokale Breite des Zwischenraums, kann bei unbelasteter Andrückeinrichtung über die Länge des Zwischenraums gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Die Breite des Zwischenraums (gemessen parallel zur Breitenrichtung der begrenzenden Andrückbänder) kann so bemessen sein, dass bei allen denkbaren Bearbeitungsaufgaben ein gegenseitiger Kontakt der nebeneinander verlaufenden Andrückbänder vermieden wird, so dass sich jedes der Andrückbänder u.a. unbeeinflusst durch das daneben verlaufende andere Andrückband seitlich bewegen kann. Die Breite des Zwischenraums kann beispielsweise im Bereich zwischen 5 % und 20 % der mittleren Bandbreite von erstem und zweitem Andrückband liegen und/oder im Bereich von 0,5 mm bis 4 mm. Um zu vermeiden, dass am bearbeiteten Werkstückabschnitt unbearbeitete Bereiche oder nur schwach bearbeitete Bereiche entstehen, sollte die Spaltbreite kleiner sein als die Amplitude der axialen Oszillationsbewegung.The first and the second Andrückband can be arranged virtually without lateral spacing immediately next to each other. Due to the separation between the pressure bands in the area between the associated bearing surfaces, e.g. a relative mobility under phased enlargement of the distance and / or different curvatures in the longitudinal direction possible. It is preferably provided that there is a gap between the first and the second pressure band. Thereby, a mutual side play is possible both with reduction of the mutual distance as well as with increase of the mutual distance. The mutual lateral distance between the delimiting edges of the Andrückbänder, so the local width of the gap can be uniform or uneven with unloaded pressing device over the length of the gap. The width of the gap (measured parallel to the width direction of the limiting Andrückbänder) may be such that in all possible processing tasks mutual contact of the adjacent Andrückbänder extending is avoided, so that each of the Andrückbänder u.a. Unaffected by the adjacent other Andrückband can move laterally. The width of the gap may be, for example, in the range between 5% and 20% of the mean bandwidth of the first and second pressure band and / or in the range of 0.5 mm to 4 mm. In order to avoid that unprocessed areas or only weakly processed areas arise on the machined workpiece section, the gap width should be smaller than the amplitude of the axial oscillatory movement.
Es ist prinzipiell möglich, dass die Andrückeinrichtung mehr als zwei nebeneinander verlaufende Andrückbänder aufweist, beispielsweise drei oder vier Andrückbänder. Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Andrückeinrichtung außer dem ersten und dem zweiten Andrückband kein weiteres Andrückband auf, so dass genau zwei Andrückbänder vorgesehen sind. Hierdurch kann ein guter Kompromiss zwischen ausreichend großer Einzelbreite der einzelnen Andrückbänder (dies ergibt eine großflächige Anpressung des Finishbands) und erzielbarer Flexibilität durch die Aufteilung der Arbeitsbreite über (mindestens) zwei Andrückbänder erzielt werden.In principle, it is possible for the pressing device to have more than two pressing belts running side by side, for example three or four pressing belts. In preferred embodiments, the pressing device, in addition to the first and the second Andrückband no further Andrückband, so that exactly two Andrückbänder are provided. This can be a good compromise between sufficiently large individual width of the individual Andrückbänder (this results in a large contact pressure of the finishing tape) and achievable flexibility by dividing the working width of (at least) two Andrückbänder be achieved.
Durch die Bereitstellung von mindestens zwei nebeneinander verlaufenden Andrückbändern werden neue Freiheitsgrade in Bezug auf die Geometrie der durch die Andrückbänder definierten Gesamt-Andrückfläche geschaffen. Dies kann erreicht werden, ohne dass die einzelnen Andrückbänder in irgendeiner Weise mit einem Profil in Breitenrichtung versehen werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Andrückband und dem zweiten Andrückband jeweils um ein unprofiliertes Flachband, welches im Schnitt senkrecht zur Längsrichtung im Wesentlichen einen flachen Rechteckquerschnitt aufweist. Durch Verzicht auf eine Profilierung in Breitenrichtung sind solche Andrückbänder einfach und kostengünstig, zum Beispiel als Resultat eines Walzprozesses, herstellbar. Die Vermeidung von Profilierung in Querrichtung trägt außerdem zur mechanischen Langzeitstabilität der Andrückbänder bei.By providing at least two pressure belts running side by side, new degrees of freedom are created with respect to the geometry of the total pressure surface defined by the pressure belts. This can be achieved without the individual Andrückbänder be provided in any way with a profile in the width direction. The first pressure band and the second pressure band are each preferably an unprofiled flat band which, in a section perpendicular to the longitudinal direction, has essentially a flat rectangular cross section. By dispensing with profiling in the width direction, such pressure belts are simple and inexpensive, for example, as a result of a rolling process, produced. The avoidance of profiling in the transverse direction also contributes to the mechanical long-term stability of the pressure straps.
Obwohl es möglich ist, dass sich das erste Andrückband und das zweite Andrückband zum Beispiel hinsichtlich Bandbreite und/oder Banddicke unterscheiden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Andrückband und das zweite Andrückband identische Bandbreiten aufweisen. Vorzugsweise können das erste Andrückband und das zweite Andrückband im Rahmen der Fertigungstoleranzen identische Gestalt haben, also nicht nur gleiche Bandbreite, sondern auch gleiche Länge, gegebenenfalls gleiche Krümmung bzw. Krümmungsverlauf etc. Dadurch sind symmetrische Anordnungen vom ersten und zweiten Andrückband über die Arbeitsbreite der Andrückeinrichtung möglich.Although it is possible for the first pressing band and the second pressing band to differ, for example, in terms of bandwidth and / or band thickness, it is preferably provided that the first pressing band and the second pressing band have identical bandwidths. Preferably, the first Andrückband and the second Andrückband within the manufacturing tolerances have identical shape, not only the same bandwidth, but also the same length, optionally the same curvature or curvature etc. This symmetric arrangements of the first and second Andrückband over the working width of the pressing possible.
Bei vielen Ausführungsformen sind die ersten Lagerflächen (an denen zugeordnete Abschnitte des ersten Andrückbands gelagert sind) und die zweiten Lagerflächen (an denen zugeordnete Abschnitte des zweiten Andrückbands gelagert sind) in Längsrichtung des jeweils zugeordneten Andrückbands wenigstens abschnittsweise kontinuierlich konvex gekrümmt und weisen im gekrümmten Abschnitt in Breitenrichtung des Andrückbands eine gerade Mantellinie auf. Es handelt sich also im gekrümmten Abschnitt um Lagerflächen mit einer einsinnigen Krümmung um eine parallel zur Breitenrichtung verlaufende Achse, so dass kein Profil in Breitenrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann eine in Breitenrichtung biegende Belastung der Andrückbänder im gekrümmten Bereich der Lagerflächen vermieden werden, was sich günstig auf die Standzeit der Andrückeinrichtung auswirkt. Über die in Längsrichtung des Andrückbands kontinuierliche konvexe Krümmung einer Lagerfläche kann erreicht werden, dass das Andrückband im Bereich der Lagerfläche großflächig aufliegt, was sich ebenfalls günstig auf die Standzeit der Andrückeinrichtung auswirkt. An einen gekrümmten Abschnitt können sich an einer Seite oder an beiden Seiten ebene Abschnitte der Lagerfläche abschließen.In many embodiments, the first bearing surfaces (at which associated portions of the first Andrückbands are mounted) and the second bearing surfaces (at which associated portions of the second Andrückbands are mounted) in the longitudinal direction of the respectively associated Andrückbands at least partially continuously convexly curved and have in the curved portion in Width direction of Andrückbands on a straight generatrix. It is thus in the curved portion to bearing surfaces with a uni-directional curvature about an axis extending parallel to the width direction, so that no profile is provided in the width direction. As a result, a bending in the width direction of the pressure straps in the curved region of the bearing surfaces can be avoided, which has a favorable effect on the service life of the pressing device. About the continuous convex curvature of a bearing surface in the longitudinal direction of the Andrückbands can be achieved that the pressure belt in the region of the bearing surface rests over a large area, which also has a favorable effect on the life of the pressing device. To a curved portion may terminate on one side or on both sides flat portions of the bearing surface.
Das erste Andrückband und das zweite Andrückband können in dem Sinne parallel zueinander verlaufen, dass sie eine gemeinsame einsinnig gekrümmte Andrückfläche (Gesamt-Andrückfläche) für das Finishband definieren. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Mantellinien der Lagerflächen parallel zueinander verlaufen. Mit einer derartigen Andrückeinrichtung kann beispielsweise eine bereits im Wesentlichen kreiszylindrische Umfangsfläche unter Erhaltung der kreiszylindrischen Form durch Bandfinishen bearbeitet werden. Es wäre mit einer derartigen Anordnung auch möglich, eine gegebenenfalls aus der Vorbearbeitung resultierende ballig Form durch größeren Materialabtrag im mittleren Abschnitt des Werkstückabschnitts in eine Gestalt mit geringerer Balligkeit oder eine im Wesentlichen kreiszylindrische Gestalt zu überführen. Auch eine Vergleichmäßigung einer konkaven Gestalt des Werkstückabschnitts ist ggf. möglich.The first pressing belt and the second pressing belt may be parallel to each other in the sense that they define a common unilaterally curved pressing surface (total pressing surface) for the finishing belt. For this purpose, it may be provided that the generatrices of the bearing surfaces parallel to each other. With such a pressing device, for example, an already substantially circular cylindrical peripheral surface can be processed while maintaining the circular cylindrical shape by band finishing. It would also be possible with such an arrangement to convert a possibly resulting from the pre-machining spherical shape by larger material removal in the central portion of the workpiece portion in a shape with less crown or a substantially circular cylindrical shape. Even a homogenization of a concave shape of the workpiece portion is possibly possible.
Andrückeinrichtungen gemäß dem Konzept der Erfindung können jedoch auch so ausgelegt sein, dass eine eventuell aus einer Vorbearbeitung resultierende Balligkeit des Werkstückabschnitts weitgehend erhalten bleibt oder dass durch die Finishbearbeitung eine existierende Balligkeit verstärkt oder aus einer nicht-balligen, beispielsweise kreiszylindrischen Ausgangsform eine ballige Form des Werkstückabschnitts erzeugt wird. Dies kann erreicht werden mit Ausführungsformen von Andrückeinrichtungen, bei denen die ersten Lagerflächen und die zweiten Lagerflächen derart schräg zueinander ausgerichtet oder ausrichtbar sind, dass zum Kontakt mit dem Finishband vorgesehene Andrückflächen des ersten und des zweiten Andrückbands einen Winkel von weniger als 180° einschließen. Dadurch kann die Gesamtanordnung aus erstem Andrückband und zweitem Andrückband in Längsrichtung der Andrückbänder gesehen eine leichte V-Form einnehmen.However, pressing devices according to the concept of the invention can also be designed so that a possibly resulting from a pre-machining crown of the workpiece portion is largely retained or that enhanced by the finishing an existing crown or from a non-spherical, for example circular cylindrical initial shape a spherical shape of the workpiece section is produced. This can be achieved with embodiments of pressing devices in which the first bearing surfaces and the second bearing surfaces are aligned or alignable obliquely to each other so that provided for contact with the finishing belt provided pressing surfaces of the first and second Andrückbands an angle of less than 180 °. As a result, the overall arrangement of the first pressure band and the second pressure band seen in the longitudinal direction of the Andrückbänder take a slight V-shape.
Umgekehrt ist es auch möglich, dass die ersten Lagerflächen und die zweiten Lagerflächen derart schräg zueinander ausgerichtet oder ausrichtbar sind, dass die zum Kontakt mit dem Finishband vorgesehene Andrückflächen des ersten und des zweiten Andrückbands einen Winkel von mehr als 180° einschließen. Dadurch kann die Gesamtanordnung aus erstem Andrückband und zweitem Andrückband in Längsrichtung der Andrückbänder gesehen eine leichte Dachform einnehmen. Hierdurch können z.B. konkave Gestalten durch Finishen erzeugt werden.Conversely, it is also possible that the first bearing surfaces and the second bearing surfaces are aligned or oriented obliquely to each other so that the provided for contact with the finishing tape pressing surfaces of the first and second Andrückbands an angle of more than 180 °. As a result, the overall arrangement of the first pressure band and the second pressure band seen in the longitudinal direction of the pressure straps can assume a light roof shape. As a result, e.g. concave shapes are created by Finishen.
Es gibt zahlreiche Realisierungsmöglichkeiten von Ausführungsformen der Andrückeinrichtung. Bei einer Variante weist die Andrückband-Trägereinrichtung ein Trägerelement auf, das zwei mit festem Abstand zueinander angeordnete Lagerabschnitte aufweist, wobei die ersten und die zweiten Lagerflächen (zur Lagerung des ersten und des zweiten Andrückbands) nebeneinander an den Lagerabschnitten ausgebildet sind. Es kann also so sein, dass ein einziges Trägerelement beide (bzw. zwei oder mehr) Andrückbänder trägt. Derartige Ausführungsformen sind in der Herstellung günstig und im Betrieb äußerst robust.There are numerous implementation possibilities of embodiments of the pressing device. In one variant, the Andrückband-carrier device comprises a support member having two fixedly spaced bearing sections, wherein the first and the second bearing surfaces (for supporting the first and the second Andrückbands) are formed side by side on the bearing sections. Thus, it may be that a single carrier element carries both (or two or more) Andrückbänder. Such embodiments are inexpensive to manufacture and extremely robust in operation.
Es ist auch möglich, dass die Andrückband-Trägereinrichtung ein erstes Trägerelement und ein neben dem ersten Trägerelement angeordnetes, gesondertes zweites Trägerelement aufweist, wobei das erste Trägerelement die zwei mit festem Abstand zueinander angeordneten ersten Lagerabschnitte und das zweite Trägerelement die zwei mit festem Abstand zueinander angeordneten zweiten Lagerabschnitte aufweist. Das erste und das zweite Trägerelement können identisch gestaltet sein, wodurch die Fertigung vereinfacht wird. Sie können fest miteinander verbunden sein, zum Beispiel mittels Schrauben.It is also possible for the pressure-belt carrier device to have a first carrier element and a separate second carrier element arranged next to the first carrier element, the first carrier element arranging the two fixedly spaced first bearing sections and the second carrier element placing the two at a fixed distance from one another having second bearing sections. The first and the second carrier element can be designed identically, whereby the production is simplified. They can be firmly connected to each other, for example by means of screws.
Bei anderen Ausführungsformen ist das erste Trägerelement relativ verkippbar mit dem zweiten Trägerelement gekoppelt, z.B. über ein Schwenkgelenk. Dadurch wird eine relative Verkippung zwischen erstem Trägerelement und zweitem Trägerelement in der Weise ermöglicht, dass sich unterschiedliche Winkel zwischen den nebeneinanderliegenden Lagerflächen für das erste und das zweite Andrückband einstellen lassen bzw. sich unterschiedliche Winkel einstellen können.In other embodiments, the first support member is relatively tiltably coupled to the second support member, e.g. via a swivel joint. As a result, a relative tilting between the first carrier element and the second carrier element is made possible in such a way that different angles between the adjacent bearing surfaces for the first and the second pressure belt can be set or different angles can be set.
Die Anordnung kann so getroffen sein, dass die Winkelstellung zwischen erstem und zweitem Trägerelement nicht fest vorgegeben wird, so dass sich während der Bearbeitung unter Wirkung der Andrückkräfte eine optimale Winkelstellung selbsttätig einstellen kann. Dadurch kann sich die Andrückeinrichtung beispielsweise an eine bereits ballig bearbeitete Werkstückoberfläche anpassen, um unerwünschte Andruckspitzen und damit unerwünschten ungleichmäßigen Materialabtrag zu vermeiden. Eine derartige Andrückeinrichtung kann als „passiv adaptiv“ bezeichnet werden. Sie kann in erster Linie formerhaltend wirken.The arrangement can be made such that the angular position between the first and second carrier element is not fixed, so that an optimal angular position can be set automatically during processing under the action of the pressing forces. As a result, the pressing device can, for example, be adapted to an already spherically machined workpiece surface in order to avoid undesired pressure peaks and thus unwanted uneven material removal. Such a pressing device may be referred to as "passively adaptive". It can primarily be form-retaining.
Bei einer anderen Variante mit einer Verkippungseinrichtung (z.B. einem Schwenkgelenk) zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerelement ist eine Einstelleinrichtung zur Einstellung einer relativen Orientierung zwischen dem ersten Trägerelement und dem zweiten Trägerelement vorgesehen. Hierdurch kann eine eventuell gewünschte Winkelstellung zwischen den Trägerelementen fest vorgegeben werden. Derartige Ausführungsformen sind besonders dafür geeignet, eine formverändernde Bearbeitung mittels Bandfinishen durchzuführen, beispielsweise um aus einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Ausgangsgestalt nach Ende der Vorbearbeitung einen Werkstückabschnitt mit axialer Kontur zu bearbeiten, beispielsweise einen tonnenförmigen bzw. balligen Werkstückabschnitt oder einen Werkstückabschnitt mit einer Taille im Mittelbereich (konkave Mantellinie).In another variant with tilting means (e.g., a pivot) between the first and second support members, adjustment means are provided for adjusting relative orientation between the first support member and the second support member. In this way, a possibly desired angular position between the support elements can be fixed. Such embodiments are particularly suitable for carrying out a shape-changing machining by means of band finishing, for example, to machine a workpiece section with an axial contour from a substantially circular-cylindrical initial shape after the end of the pre-machining, for example a barrel-shaped or crowned workpiece section or a workpiece section with a waist in the middle region ( concave generatrix).
Die Erfindung betrifft auch eine gattungsgemäße Bandfinishvorrichtung zur Finishbearbeitung, die mindestens eine Andrückeinrichtung aufweist, welche gemäß der beanspruchten Erfindung ausgebildet ist.The invention also relates to a generic belt finishing device for finish machining, comprising at least one pressing device, which is formed according to the claimed invention.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
-
1 zeigt eine Bandfinisheinheit für eine Bandfinishvorrichtung, wobei die Bandfinisheinheit eine auswechselbare Andrückeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel trägt; -
2 zeigt eine partielle Detailansicht einer Andrückeinrichtung aus1 ; -
3 zeigt die Bearbeitung eines Lagerabschnitts einer Kurbelwelle mittels Bandfinishen mithilfe einer Andrückeinrichtung mit zwei parallelen Andrückbändern; -
4 zeigt in 4A, 4B und 4C eine weitere Ausführungsform einer Andrückeinrichtung in verschiedenen Ansichten; -
5 zeigt in 5A, 5B und 5C eine passiv adaptive Ausführungsform einer Andrückeinrichtung in verschiedenen Ansichten; -
6 zeigt in 6A, 6B und 6C eine einstellbare Ausführungsform einer Andrückeinrichtung in verschiedenen Ansichten.
-
1 shows a tape finisher unit for a belt finishing apparatus, wherein the tape finisher unit carries a replaceable pressing device according to an embodiment; -
2 shows a partial detail view of a pressing device1 ; -
3 shows the processing of a bearing portion of a crankshaft by means of band finishing by means of a pressing device with two parallel Andrückbändern; -
4 4A, 4B and 4C show a further embodiment of a pressing device in various views; -
5 5A, 5B and 5C show a passively adaptive embodiment of a pressing device in various views; -
6 6A, 6B and 6C show an adjustable embodiment of a pressing device in various views.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In
Die Bandfinishvorrichtung hat mehrere nebeneinander angeordnete Bandfinisheinheiten, die an einem gemeinsamen Maschinengestell angeordnet sind. Die Bandfinisheinheiten sind jeweils sehr schmal, um gleichzeitig nebeneinanderliegende Werkstückabschnitte zu bearbeiten. Die Bandfinishmaschine hat mehrere Bandfinisheinheiten zur Bearbeitung von Hauptlagern sowie dazwischenliegende Bandfinisheinheiten zur Bearbeitung von Pleuellagern der Kurbelwelle.The belt finishing device has a plurality of juxtaposed belt finishing units disposed on a common machine frame. The band finishing units are each very narrow in order to simultaneously process adjacent workpiece sections. The belt finishing machine has a plurality of belt finishing units for machining main bearings and intermediate belt finishing units for machining crankpin crankshaft bearings.
Die Bandfinisheinheit
Die Bandfinisheinheit
Am unteren freien Ende des verschwenkbaren Druckarms
Eine nicht im Detail dargestellte Finishband-Fördereinrichtung stellt ein Finishband
An jedem der Druckarme
Mithilfe der Andrückeinrichtungen werden im Beispielsfall diametral einander gegenüberliegende Bearbeitungsbereiche des drehenden Werkstücksabschnitts bearbeitet. Dabei ruht das Finishband
Die an dem starren Druckarm
Die auswechselbare Andrückeinrichtung
Die Andrückband-Trägereinrichtung
Das Trägerelement
Die Lagerabschnitte dienen als Lager für zwei parallel zueinander verlaufende Andrückbänder (erstes Andrückband
Die Andrückband-Trägereinrichtung
Jedes der Andrückbänder
Der in Breitenrichtung (y-Richtung) gemessene Abstand zwischen den einander abgewandten Außenkanten des ersten Andrückbands
Die in Breitenrichtung nicht profilierten Andrückbänder (Flachbänder) werden bei ihrer Herstellung in die dargestellte M-Form bzw. Sigma-Form vorgebogen. Im mittleren Bereich befinden sich jeweils konkav gekrümmte Abschnitte, in welchem das Finishband später mithilfe der Andrückbänder an das Werkstück angedrückt wird. Jedes der Andrückbänder drückt dabei nur einen Teil des Finishbands (etwas weniger als die Hälfte) an (vgl.
Zur Befestigung der Andrückbänder
Die jeweils einsinnig (nur um eine in Breitenrichtung verlaufende Krümmungsachse) gekrümmten Lagerflächen
Die Mantellinien der ersten und zweiten Lagerflächen eines Lagerabschnitts fluchten miteinander. Bei dieser Anordnung laufen die jeweils gekrümmten Andrückbänder
Wie in
Aus
Die Andrückband-Anordnung
In
Wie in
Jedes der z.B. aus Werkzeugstahl gefertigten Trägerelemente ist flach plattenförmig und hinsichtlich seiner Grundgestalt mit der werkstückzugewandten Ausnehmung und dem begrenzenden Lagerabschnitten ähnlich oder identisch wie das Trägerelement
Durch die Auftrennung in zwei relativ zueinander schwenkbewegliche Trägerelemente und die damit beweglichen Andrückbänder kann sich die wirksame Andrückgeometrie der Andrückeinrichtung
Die Schrägstellungen der beiden Trägerelemente
In
Bei allen Ausführungsformen liegen die an den Lagerflächen anliegenden Abschnitte der jeweils in Breitenrichtung unprofilierten Andrückbänder auf einer nur in einer Richtung gekrümmten Lagerfläche auf. Die Lagerflächen haben jeweils gerade Mantellinien in Breitenrichtung. Bei den Ausführungsbeispielen der
Im Beispiel von
Beim Ausführungsbeispiel von
Claims (13)
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